DE10239794A1

DE10239794A1 - Messvorrichtung

Info

Publication number: DE10239794A1
Application number: DE10239794A
Authority: DE
Inventors: Sadayuki Matsumiya; Masanori Arai
Original assignee: Mitutoyo Corp
Current assignee: Mitutoyo Corp
Priority date: 2001-08-29
Filing date: 2002-08-29
Publication date: 2003-03-20
Also published as: US20030043267A1; JP2003065748A; US6812850B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, eine Messvorrichtung bereitzustellen, die das Kollidieren eines Bewegungsteils sicher verhindern kann. DOLLAR A Eine Messvorrichtung umfasst ein Bewegungsteil, das bewegt wird, um Information über ein Werkstück zu erhalten, und das mit einem Objekt zusammenstoßen kann, eine Bewegungsvorrichtung zum Bewegen des Bewegungsteils und eine Schutzeinrichtung zum Verhindern, dass das Bewegungsteil mit dem Objekt zusammenstößt, wobei die Schutzeinrichtung einen Schutzeinrichtungskörper, der in dem Bewegungsteil vorgesehen ist, einen Sensor, der von dem Schutzeinrichtungskörper für eine vorgegebene Länge hervorsteht, um in Berührung derart zu kommen, dass ein Abstand zwischen dem Objekt und dem Schutzeinrichtungskörper einen vorgegebenen Wert oder einen kleineren Wert hat und durch eine Berührung mit dem Objekt elastisch deformiert wird, einen Verformungsdetektor zum Detektieren eines Werts einer elastischen Deformation des Sensors und eine Steuereinrichtung zum Stoppen der Relativbewegung des Bewegungsteils durch die Bewegungsvorrichtung oder zum Einstellen der Relativbewegung in einer umgekehrten Richtung aufweist, wenn der Wert der elastischen Deformation, die von dem Dehnungsdetektor detektiert wird, einen vorgegebenen Wert überschreitet.

Description

Hintergrund der Erfindung

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Messvorrichtung und insbesondere eine Schutzvorrichtung, die eine Kollision eines Bewegungsteils davon sicher verhindern kann.

Beschreibung des Stands der Technik

Eine Messvorrichtung wie z. B. eine Bildmessvorrichtung zum Messen des Bildes einer Messoberfläche eines Werkstückes ist herkömmlich oft verwendet worden.

Die Bildmessvorrichtung umfasst eine Bildvorrichtung zum Messen des Bildes der Szene oder des Szenarios auf der Messoberfläche eines Werkstückes, eine Bewegungsvorrichtung zum Bewegen der Bildvorrichtung und eine Steuereinrichtung bzw. ein Controller wie z. B. eine Antriebsschaltung zum Steuern des Betriebes der Bewegungsvorrichtung. Die Bildvorrichtung enthält eine CCD-Kamera und ein Bewegungsteil bzw. ein sich bewegendes Teil wie z. B. eine Objektivlinse und das Bewegungsteil, z. B. die Objektivlinse, wird durch die Bewegungsvorrichtung in einer solchen Richtung bewegt, dass sie sich von der Messoberfläche des Werkstückes weg bewegt oder sich ihr annähert. Die Bewegungsvorrichtung wird durch die Steuereinrichtung veranlasst, die Objektivlinse derart zu bewegen, dass sich die Messoberfläche des Werkstückes in der Brennpunktposition der Objektivlinse befindet, und die Szene bzw. der Verlauf der Messoberfläche des Werkstückes oder ähnlichem wird durch die Bildvorrichtung gemessen.

Bei der Messvorrichtung, die vorstehend beschrieben wurde, ist es z. B. sehr wichtig, dass das Bewegungsteil, z. B. die Objektivlinse, nicht in Berührung mit einem Objekt wie z. B. dem Werkstück oder einem Montagegestell kommt.

Bei der vorstehend beschriebenen Messvorrichtung kann es jedoch vorkommen, dass das Bewegungsteil, z. B. eine Objektivlinse, mit einem Objekt, z. B. einem Werkstück, einem Montagegestell oder einem Messvorrichtungskörper aufgrund z. B. einer unvorsichtigen Bedienung, eines Fehlers eines Teilprogramms oder ähnlichem zusammenstößt. Es besteht folglich die Möglichkeit, dass das Werkstück, die Objektivlinse, der Messvorrichtungskörper oder ähnliches beschädigt werden können.

Es kann dann vorgeschlagen werden, dass eine Schutzvorrichtung zum Verhindern der Kollision des Bewegungsteils, das zuvor beschrieben wurde, in der Messvorrichtung vorgesehen ist.

Die aktuelle Messvorrichtung hat jedoch aufgrund der Größenreduktion und der Raumeinsparung kaum freien Raum und des weiteren steht zuviel freier Raum aufgrund der Installation von Zubehörteilen oder ähnlichem kaum zur Verfügung.

Aus diesem Grund ist es tatsächlich schwierig, eine im allgemeinen relativ große Schutzvorrichtung in der aktuellen Messvorrichtung neu vorzusehen und die Entwicklung von Gegenmaßnahmen zum Verhindern einer Kollision mit dem Bewegungsteil ist dringlich erforderlich.

Überblick über die Erfindung

Die vorliegende Erfindung hat die Probleme des Stands der Technik in Betracht gezogen und hat die Aufgabe, eine Messvorrichtung bereitzustellen, die eine Kollision eines Bewegungsteils sicher verhindern kann.

Um die Aufgabe zu erfüllen, stellt die vorliegende Erfindung eine Messvorrichtung bereit, die ein Bewegungsteil, das bewegt wird, um Information über ein Werkstück erhalten zu können, und das mit einem bestimmten Objekt zusammenstoßen kann, eine Bewegungsvorrichtung zum Bewegen des Bewegungsteils und eine Schutzeinrichtung zum Verhindern hat, dass das Bewegungsteil mit dem Objekt kollidiert. Die Schutzeinrichtung ist durch einen Schutzeinrichtungskörper, einen Sensor, einen Dehnungsdetektor bzw. einen Verformungsdetektor und eine Steuereinrichtung bzw. einen Controller gekennzeichnet.

Der Schutzeinrichtungskörper ist in einem Abschnitt des Bewegungsteils vorgesehen, in dem eine Kollision mit dem Objekt vermieden werden kann.

Der Sensor steht zudem von dem Schutzeinrichtungskörper für eine vorgegebene Länge hervor bzw. ab, damit er in Berührung derart kommen kann, dass ein Abstand zwischen dem Objekt und dem Schutzeinrichtungskörper einen vorgegebenen Wert hat oder kleiner als dieser ist, und ist durch eine Berührung mit dem Objekt elastisch deformierbar.

Der Verformungsdetektor detektiert den Wert der elastischen Deformation des Sensors.

Die Steuereinrichtung stoppt die Bewegung des Bewegungsteils durch die Bewegungsvorrichtung oder stellt die gleiche Bewegung in eine umgekehrte Richtung ein, wenn der Wert der elastischen Deformation, die durch den Verformungsdetektor detektiert wird, einen vorgegebenen Wert überschreitet.

Hier besteht die Möglichkeit, dass das Objekt mit dem Bewegungsteil zusammenstoßen kann und dass das Objekt ein Werkstück, ein Messvorrichtungskörper und weiterhin z. B. ein Montagegestell, das in dem Bewegungsbereich des Bewegungsteils vorhanden ist, ein Nutzer oder ähnliches sein kann.

Zudem enthält die Information über das Werkstück z. B. die Form, die Länge, den Winkel und das Oberflächenprofil bzw. das Szenario der Messoberfläche des Werkstücks und ähnliches.,

Beispiele für den Verformungsdetektor gemäß der vorliegenden Erfindung umfassen einen Dehnungsmessstreifen, ein piezoelektrisches Element und ähnliches.

In der vorliegenden Erfindung ist eine Bildvorrichtung vorgesehen, die eine Objektivlinse als Bewegungsteil aufweist und die dazu dient, das Bild der Messoberfläche eines Werkstückes durch die Objektivlinse zu messen. Das Bewegungsteil bewegt zumindest die Objektivlinse der Bildvorrichtung in die Richtung ihrer optischen Achse. Die Steuereinrichtung bewegt zumindest die Objektivlinse durch die Bewegungsvorrichtung derart, dass die Messoberfläche des Werkstückes in einer Brennpunktposition der Objektivlinse angeordnet ist. Es wird bevorzugt, dass der Sensor kürzer als die Brennweite der Objektivlinse ist und eine solche vorgegebene Länge hat, dass er von einer Spitze bzw. dem Ende der Objektivlinse hervorsteht.

Hier enthält die Bewegung zumindest der Objektivlinse in der Richtung der optischen Achse die Bewegung der Objektivlinse in der Bildvorrichtung in der Richtung der optischen Achse und weiterhin die Bewegung in einer anderen Richtung als der optischen Achse, z. B. in einer Richtung, die orthogonal zur Richtung der optischen Achse ist.

Die Bewegung der Objektivlinse umfasst zudem auch die Bewegung der Objektivlinse zusammen mit der CCD-Kamera zusätzlich zu dem Fall, bei dem nur die Objektivlinse im wesentlichen bewegt wird.

Bei der vorliegenden Erfindung wird es zudem bevorzugt, dass der Sensor eine Vielzahl von Vorsprüngen hat, die getrennt voneinander entlang einem Außenumfang der Objektivlinse vorgesehen sind.

Bei der vorliegenden Erfindung kann der Verformungsdetektor in dem Schutzeinrichtungskörper nahe an oder in Berührung mit einem Basisabschnitt des Sensors vorgesehen sein. Zudem wird es bevorzugt, dass ein Ausschnittabschnitt in dem Schutzkörper derart vorgesehen ist, dass eine elastische Deformation des Sensors, die durch eine Kollision des Sensors und des Objekts verursacht wird, den Schutzeinrichtungskörper elastisch deformiert, und ein Wert der elastischen Deformation des Schutzeinrichtungskörpers entsprechend einem Wert der elastischen Deformation des Sensors wird durch den Verformungsdetektor detektiert.

In der vorliegenden Erfindung wird zudem bevorzugt, dass der Sensor ein ringförmiges-Teil aufweist, das in einem Aufhängungszustand an einem Ende des Vorsprungs vorgesehen ist.

Hierin enthält das ringförmige Teil ein kontinuierliches ringförmiges Teil, ein ringförmiges Teil, das mit einer Vielzahl von unterbrochenen Abschnitten bzw. Ausschnitten in dem ringförmigen Teil versehen ist und in eine Vielzahl von Teilen durch die Ausschnitte usw. unterteilt ist.

In der vorliegenden Vorrichtung wird weiterhin bevorzugt, dass der Sensor einen Endabschnitt hat, der sich nach außen von einem Seitenoberflächenabschnitt des Bewegungsteils oder einem Seitenoberflächenabschnitt des Schutzeinrichtungskörpers wölbt, wobei seine Längsrichtung schief zu einer Bewegungsrichtung des Bewegungsteils gedreht ist bzw. steht.

Bei der vorliegenden Erfindung wird weiterhin bevorzugt, dass der Sensor plattenförmig ist und dass der Verformungsdetektor an einem Basisseitenoberflächenabschnitt des plattenförmigen Sensors vorgesehen ist, in dem eine elastische Deformation durch eine Kollision eines Endabschnitts des plattenförmigen Sensors mit dem Objekt erzeugt wird.

Bei der vorliegenden Erfindung wird weiterhin bevorzugt, dass der plattenförmige Sensor aus einem Material besteht, das durch eine Kollision mit dem Objekt stark elastisch deformiert wird. Beispiele für ein Material, das durch die Kollision mit dem Objekt stark elastisch deformiert wird, umfassen einen Harz bzw. Kunststoff wie z. B. Polypropylen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Diagramm, das einen schematischen Aufbau einer Messvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert;
Fig. 2 ist eine Ansicht, die einen Zustand erläutert, in dem eine Schutzeinrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in der Objektivlinse der Messvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist;
Fig. 3 ist eine Ansicht, die einen schematischen Aufbau der Schutzeinrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert;
Fig. 4 ist eine Ansicht, die einen schematischen Aufbau der Schutzeinrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert;
Fig. 5 ist eine Ansicht, die die Funktion der Schutzeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert;
Fig. 6 ist eine Ansicht, die einen schematischen Aufbau der Schutzeinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert;
Fig. 7 ist eine Ansicht, die einen Zustand erläutert, in dem die Schutzeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einem anderen Bewegungsteil als der Objektivlinse einer Bildmessvorrichtung vorgesehen ist; und
Fig. 8 ist eine Ansicht, die eine Abwandlung der Schutzeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.

Beste Ausführungsform zum Ausführen der Erfindung

Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 zeigt einen schematischen Aufbau einer Messvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der vorliegenden Erfindung wird ein Beispiel beschrieben, in dem eine Bildmessvorrichtung als Messvorrichtung verwendet wird.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, umfasst eine Bildmessvorrichtung (eine Messvorrichtung) 10 gemäß der vorliegenden Erfindung eine Bildvorrichtung (ein Bewegungsteil) 18, die eine Objektivlinse 14 und eine CCD-Kamera 16 aufweist, die dazu dienen, dass Bild der Szene einer Messoberfläche 12 eines Werkstückes (Objekt) oder ähnlichem zu messen und die bewegbar in den Richtungen der X-, Y- und Z-Achse vorgesehen ist, eine Bewegungsvorrichtung 20 zum Bewegen der Bildvorrichtung 18, die die Objektivlinse 14 enthält, in den Richtungen der X-, Y- und Z-Achse, eine Antriebsschaltung (Steuereinrichtung) 22 zum Steuern des Betriebs der Bewegungsvorrichtung 20 und einen Computer 24.
Die Objektivlinse 14 wird in der Richtung der Z-Achse durch die Bewegungsvorrichtung 20 durch die Antriebsschaltung 22 derart bewegt, dass sich die Messoberfläche 12 des Werkstückes in dem Brennpunkt der Objektivlinse 14 befindet. Das Bild der Szene der Messoberfläche 12 des Werkstückes oder ähnlichem wird durch die Bildvorrichtung 18 dann gemessen. Ein Signal, das von der Bildvorrichtung 18 aus gesendet wird, wird von dem Computer 24 verarbeitet und das Bild der Szene der Messvorrichtung 12 des Werkstückes wird an eine externe Ausgangsvorrichtung 26 ausgegeben.
Unter Verwendung der Bildmessvorrichtung 10 kann das Bild der Szene der Messoberfläche 12 des Werkstückes erhalten werden.
Die Bildmessvorrichtung 10 hat keine Entlastungseinrichtung bzw. Hilfseinrichtung wie z. B. eine Überbewegungseinrichtung einer Anschlagsonde in einer dreidimensionalen Messmaschine (CMM: Coordinate Measuring Machine).
Aus diesem Grund kann in einer allgemeinen Messvorrichtung verursacht werden, dass eine Objektivlinse mit einem Werkstück oder einem Montagerahmen bzw. einer Einspannvorrichtung aufgrund eines Bedienungsfehlers oder eines Fehlers eines Teilprogrammes kollidiert, so dass die Objektivlinse und der Messvorrichtungskörper in manchen Fällen stark beschädigt werden.
In einer Messvorrichtung, die die CCD-Kamera 16 und einen Laserautofocus-Mechanismus (nicht gezeigt) kombiniert, zum schnellen und stabilen Messen einer Höhe durch ein Brennpunktdetektionsverfahren unter Verwendung der CCD-Kamera und eines Lasers wird der Brennpunkt unverzichtbar für jede Objektivlinse geregelt bzw. eingestellt. Da jedoch die Objektivlinse nicht ausgewechselt werden kann, ist eine gewisse Schutzeinrichtung für ein Bewegungsteil wie z. B. die Objektivlinse erforderlich.
Zum Beispiel kann aber eine Belichtungseinrichtung (nicht gezeigt), z. B. ein programmierbares Ringlicht (PRL = Programmable Ring Light), um die Objektivlinse 14 herum vorgesehen sein. Deshalb ist ein Freiraum kaum vorhanden.
Aus diesem Grund ist es tatsächlich herkömmlich schwierig, einen im allgemeinen große Schutzeinrichtung für die bekannte Messvorrichtung bereitzustellen, so dass die Entwicklung einer Gegenmaßnahme zum Vermeiden einer Kollision mit bzw. gegen das Bewegungsteil dringlich erforderlich ist.
Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzeinrichtung, die eine ausgezeichnete Größenreduktion und eine ausgezeichnete Raumersparnis hat, bereitgestellt wird, um eine Kollision des Bewegungsteils zu verhindern. In der vorliegenden Ausführungsform ist deshalb eine Schutzeinrichtung 50 an dem Ende bzw. der Spitze der Objektivlinse 14 in der Bildmessvorrichtung 10, wie in Fig. 2 gezeigt ist, angebracht.
Genauer umfasst die Schutzeinrichtung 50 einen Schutzeinrichtungskörper 52, einen Sensor (Antenne) 54, und einen Dehnungsmessstreifen (Verformungsdetektor) 56, die in Fig. 3 und 4 gezeigt sind, zusätzlich zu der Antriebsschaltung 22, die in Fig. 1 gezeigt ist. Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht, die das Erscheinungsbild des Umfangs bzw. Rands des Endes der Objektivlinse zeigt, Fig. 4(A) ist eine Seitenansicht, die einen Außenumfang des Endes der Objektivlinse zeigt, und Fig. 4(B) ist eine Ansicht, die den Rand des Endes der Objektivlinse zeigt, die von unten gesehen ist.
Der Schutzeinrichtungskörper 52, der vorstehend gezeigt ist, ist an einem Außenumfang bzw. am äußeren Rand des Endes der Objektivlinse 14, z. B. an einem benachbarten Abschnitt zu dem äußeren Rand, vorgesehen. Der Schutzeinrichtungskörper 52 ist derart aufgebaut, dass ein Ausschnittabschnitt 58 in einer Längsrichtung (der Richtung der Z-Achse) an beiden Seiten ausgebildet ist, wobei sich eine verlängerte Linie bzw. Achse jedes Sensors 54 zwischen ihnen derart befindet, dass eine einfache elastische Deformation erhalten werden kann. Der Sensor 54 wird folglich elastisch durch einen Zusammenstoß mit einem Objekt derart deformiert, dass die Nachbarschaft des Ausschnittabschnitts 58 des Schutzeinrichtungskörpers 52leicht elastisch deformiert werden kann. In der vorliegenden Ausführungsform kann deshalb der Wert der elastischen Deformation des Sensors 54 zuverlässig mittels eines Dehnungsmessstreifens 56 durch die elastische Deformation des Schutzeinrichtungskörpers 52 erfasst werden.
Der Sensor 54 ist z. B. durch einen Vorsprung ausgebildet und vier Vorsprünge sind mit Abstand zueinander entlang des Schutzeinrichtungskörpers 52 in dem benachbarten Abschnitt zu dem Außenrand der Objektivlinse 14 vorgesehen.
Der Sensor 54 ist derart vorgesehen, dass er von dem Schutzeinrichtungskörper 52 für eine vorgegebene Länge hervorsteht, damit er derart in Berührung kommen kann, dass der Abstand zwischen dem Objekt, z. B. der Messoberfläche 12 eines Werkstückes, und dem Schutzeinrichtungskörper 52 einen vorgegebenen Wert hat oder kleiner ist, um die Messoberfläche nicht zu behindern, und die Berührung des Objekts, z. B. des Werkstücks, erzeugt die elastische Deformation.
Genauer ist in der vorliegenden Erfindung der Sensor 54 viel kürzer als die Brennweite L der Objektivlinse 14 und hat eine vorgegebene Länge derart, dass er vom Ende der Objektivlinse 14 absteht.
Der Sensor 54 erstreckt sich zudem in seiner Längsrichtung gesehen schief und nach außen, d. h., in einer Zentrifugalrichtung bezüglich der optischen Achse der Objektivlinse 14, derart, dass er leicht bei einer Kollision in der Richtung der Z-Achse deformiert werden kann.
Der Sensor 54 hat zudem einen Endabschnitt, der nach außen von der äußeren Form der Seitenwand (Seitenoberflächenabschnitt) des Schutzeinrichtungskörpers 52 gewölbt bzw. geknickt ist, um schnell die Gefahr einer Kollision in den Richtungen der X- Achse und der Y-Achse, die orthogonal zur Z-Achse sind, detektieren zu können.
In der vorliegenden Ausführungsform ist deshalb der Mittenabschnitt des Sensors 54 z. B. nach außen derart gebogen, dass der Endabschnitt des Sensors 54 nach außen von der äußeren Form der Seitenwand des Schutzeinrichtungskörpers 52 in einem auswärtsgekrümmten Zustand von einem Basisabschnitt des Mittenabschnitts aus gewölbt ist.
Der Dehnungsmessstreifen 56 ist in der Nachbarschaft des Ausschnittabschnitts 58 des Schutzeinrichtungskörpers 52 in einem nahen Zustand oder Berührungszustand bezüglich des Basisabschnitts jedes Sensors 54 befestigt bzw. festgesteckt und detektiert den Wert der elastischen Deformation der Nachbarschaft des Ausschnittabschnitts 58 in dem Schutzeinrichtungskörper 52 entsprechend dem Wert der elastischen Deformation des Sensors 54 und gibt den gleichen Wert an die Antriebsschaltung 22, den Computer 24 usw. aus.
Wenn der Betrag der elastischen Deformation, der durch den Dehnungsmessstreifen 56 detektiert wird, einen vorgegebenen Wert überschreitet, stoppt die Antriebsschaltung 22 die Bewegung der Bildvorrichtung 18, die die Objektivlinse 14 enthält, durch die Bewegungsvorrichtung 20 oder setzt die gleiche Bewegung in eine umgekehrte Richtung fort.
Die Bildmessvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist schematisch aufgebaut, wie zuvor beschrieben wurde, und ihre Funktion wird nachfolgend beschrieben.
In der vorliegenden Ausführungsform verursacht zunächst die Antriebsschaltung 22 beispielsweise, dass die Bewegungsvorrichtung 20 die Objektivlinse 14 der Bildvorrichtung 18 in der Richtung der Z-Achse derart bewegt, dass die Messoberfläche 12 des Werkstückes im Brennpunkt bzw. der Brennpunktposition der Objektivlinse 14 angeordnet ist. Die Szene der Messoberfläche 12 des Werkstückes oder ähnlichem wird dann durch die Bildvorrichtung 18 gemessen.
Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzeinrichtung, die eine ausgezeichnete Größenreduktion und eine ausgezeichnete Raumeinsparung hat, in dem Bewegungsteil, z. B. der Objektivlinse, vorgesehen ist. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst deshalb die Schutzeinrichtung 50 den Schutzeinrichtungskörper 52, den Sensor 54 und den Dehnungsmessstreifen 56.
Der Sensor 54 enthält z. B. einen Vorsprung und es sind vier Vorsprünge entfernt voneinander entlang des Schutzeinrichtungskörpers 52 in dem Nachbarabschnitt zu dem Außenrand der Objektivlinse 14 vorgesehen. Der Sensor 54 steht zudem hervor, wobei er sich in Längsrichtung schiefwinklig und nach außen derart erstreckt, dass er bei einer Kollision in der Richtung der Z-Achse leicht deformiert wird.
Im Ergebnis wird in der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung, wenn die Objektivlinse 14 nach unten in der Richtung der Z-Achse derart gebracht wird, dass das frei Ende bzw. die Spitze des Sensors 54 auf ein Objekt 57, z. B. das Werkstück, trifft, bevor es auf die Objektivlinse 14 trifft, wie z. B. in Fig. 5(A) gezeigt ist, der Sensor 54 zuerst in der Richtung eines Pfeiles A in der Zeichnung deformiert. Die Deformation deformiert die Nachbarschaft des Ausschnittabschnitts 58 des Schutzeinrichtungskörpers 52 elastisch. Die elastische Deformation des Schutzeinrichtungskörpers 52 wird auf den Dehnungsmessstreifen 56 übertragen. Wenn eine Änderung des vorgegebenen Wertes oder mehr über den Wiederstandswert des Dehnungsmessstreifens 56 detektiert wird, entscheidet die Antriebsschaltung 22 oder ähnliches, dass eine Gefahr einer Kollision mit dem Objekt 57 besteht. Die Antriebsschaltung 22 führt dann entsprechende Gegenmaßnahmen gegen eine Kollision durch, bevor die Objektivlinse 14 in Berührung mit dem Objekt 57 kommt.
Die Antriebsschaltung 22 stoppt die Bildmessvorrichtung 10 und stoppt die Bewegung der Bildvorrichtung 18, z. B. der Objektivlinse 14, durch z. B. die Bewegungsvorrichtung 20. In Alternative bewegt die Antriebsschaltung 22 die Objektivlinse 14 nach oben in der Richtung der Z-Achse (umgekehrte Richtung) durch die Bewegungsvorrichtung 20 auf der Basis der Information, die die Richtung der Bewegung der Bewegungsvorrichtung 20 angibt (nach unten in der Richtung der Z-Achse), wenn die Gefahr der Kollision erfasst bzw. festgestellt wird.
In der vorliegenden Ausführungsform hat der Sensor 54 zudem ein Ende das nach außen von der externen Form der Seitenwand des Schutzeinrichtungskörpers 52 in der Schutzeinrichtung 50 in einer Längsrichtung davon gewölbt ist bzw. absteht, die sich schiefwinklig zur Richtung der Z-Achse erstreckt, um schnell die Gefahr der Kollision in den Richtungen der X-Achse und Y-Achse detektierten zu können.
Im Ergebnis wird in der vorliegenden Ausführungsform, wenn die Objektivlinse 14 nach links in der Richtung der X-Achse bewegt wird und das Ende des Sensors 54 auf ein Objekt 59 vor der Objektivlinse 14 trifft, wie z. B. in Fig. 5(B) gezeigt ist, der Sensor zuerst in einer Richtung des Pfeils B in der Zeichnung deformiert. Die Deformation verformt die Nachbarschaft des Ausschnittabschnitts 58 des Schutzeinrichtungskörpers 52 elastisch. Die elastische Deformation des Schutzeinrichtungskörpers 52 wird auf den Dehnungsmessstreifen 56 derart übertragen, dass der Widerstandswert des Dehnungsmessstreifens 56 geändert wird. Wenn eine Änderung des vorgegebenen Wertes oder mehr über den Widerstandswert des Dehnungsmessstreifens 56 detektiert wird, entscheidet die Antriebsschaltung 22 oder ähnliches, dass die Gefahr einer Kollision mit dem Objekt 59 besteht. Die Antriebsschaltung 22 führt folglich eine entsprechende Gegenmaßnahme gegen die Kollision durch, bevor die Objektivlinse 14 in Berührung mit dem Objekt 59 kommen kann.
Die Antriebsschaltung 22 stoppt die Bildmessvorrichtung 10 und stoppt die Bewegung der Bildvorrichtung 18, z. B. der Objektivlinse 14, z. B. durch die Bewegungsvorrichtung 20. In Alternative bewegt die Antriebsschaltung 22 die Objektivlinse 14 nach rechts in die Richtung der X-Achse (umgekehrte Richtung) durch die Bewegungsvorrichtung 20 auf der Basis der Information, die die Richtung der Bewegung der Bewegungsvorrichtung 20 angibt (nach links in der Richtung der X-Achse), wenn die Gefahr der Kollision festgestellt wird.
In der vorliegenden Ausführungsform wird deshalb die Gefahr der Kollision durch den Sensor 54, den Schutzeinrichtungskörper 52, den Dehnungsmessstreifen 56, die Antriebsschaltung 22 und ähnliches erfasst, bevor die Objektivlinse 14 mit einem Objekt wie z. B. dem Werkstück zusammenstößt, und die Bildmessvorrichtung 10 wird gestoppt oder das Bewegungsteil, z. B. die Objektivlinse 14, wird in die umgekehrte Richtung bewegt. Das Bewegungsteil, z. B. die Objektivlinse 14, kann deshalb zuverlässig daran gehindert werden, mit den Objekten 57 und 59 zusammenzustoßen. Anders ausgedrückt ist es möglich, zu verhindern, dass das Bewegungsteil mit dem Objekt während der Bewegung in den Richtungen der X-Achse, der Y-Achse und Z- Achse des Bewegungsteils, z. B. der Objektivlinse 14, kollidiert. In der vorliegenden Ausführungsform ist es deshalb möglich, das Bewegungsteil, z. B. die Objektivlinse 14, die Bildmessvorrichtung 10 und das Werkstück und ähnliches vor einem Bruch aufgrund eines Zusammenstoßens zu schützen.
Zudem werden in der vorliegenden Ausführungsform der Sensor 54, der Dehnungsmessstreifen 56 und ähnliches als Schutzeinrichtung 50 verwendet, die eine geringe Größe aufweisen. Deshalb ist es möglich, dass die Schutzeinrichtung 50 an dem Rand bzw. Umfang des Bewegungsteils, z. B. der Objektivlinse 14, in der Bildmessvorrichtung 10, in der ein Freiraum kaum vorhanden ist, leicht vorgesehen werden kann.
Obwohl ein piezoelektrisches Element oder ähnliches als Verformungsdetektor verwendet werden kann, wird es bevorzugt, einen Dehnungsmessstreifen 56 in der vorliegenden Erfindung zu verwenden, der eine geringe Größe und einen breiten Anwendungsbereich hat.
In der vorliegenden Erfindung kann der Endabschnitt des Sensors 54 nach innen in einem Bereich derart gekrümmt sein, dass er nicht in das Sichtgebiet der Objektivlinse 14 eintritt, wobei beachtet wird, dass nur eine Kollisionsgefahr während der Bewegung des Bewegungsteils in Richtung der Z- Achse erfasst werden soll. Anders ausgedrückt kann sich die Längsrichtung des Sensors 54 in einer Innenrichtung bzw. zentripetalen Richtung erstrecken, die entgegengesetzt zur Zentrifugalrichtung ist.
In dem Fall, in dem eine schnelle Erfassung der Gefahr der Kollision in die Richtungen der X-Achse und der Y-Achse angenommen wird, ist jedoch ein Endabschnitt des Sensors 54, der nach außen gekrümmt ist, im Vergleich zu einer Krümmung nach innen insbesondere bezüglich einer schnellen Erfassung der Kollisionsgefahr in den Richtungen der X-Achse und der Y- Achse zu bevorzugen.
In der vorliegenden Ausführungsform wird es besonders bevorzugt, dass der Endabschnitt des Sensors 54 nach außen von dem Außenumriss der Seitenwand des Schutzeinrichtungskörpers 52 in der Schutzeinrichtung 50 in Übereinstimmung mit einer zuverlässigeren Erfassung der Gefahr der Kollision in die Richtung der X-Achse und Y-Achse zusätzlich zu dem Erfassen der Kollisionsgefahr in der Richtung der Z-Achse, wie zuvor beschrieben wurde, gewölbt ist bzw. sich erstreckt. In der vorliegenden Ausführungsform kann folglich die Kollisionsgefahr in der Richtung der X-Achse und Y-Achse zuverlässig zusätzlich zu der Erfassung der Kollisionsgefahr in der Richtung der Z-Achse erfasst bzw. gefühlt werden.
Obwohl das Beispiel, in dem der Sensor 54 durch vier Vorsprünge bzw. hervorstehende Teile ausgebildet ist, für diesen Aufbau beschrieben worden ist, wird es bevorzugt, dass die Anzahl der Sensoren 54 erhöht wird, wenn es keinen Einfluss auf eine schiefwinklige Beleuchtung von einer Seite, z. B. von einem Ringlicht, gibt. Das Detektionsvermögen bzw. die Detektionsleistung kann folglich erhöht werden.
Wenn die Form des Sensors 54 durch die Kollision an einem Objekt, z. B. einem Werkstück, elastisch deformiert wird, kann zudem eine optionale Form verwendet werden. Z. B. ist es in der vorliegenden Erfindung auch geeignet, dass der Sensor 54 ein ringförmiges Teil aufweist, das in einem Aufhängungszustand an dem Vorsprung vorgesehen ist. In der vorliegenden Erfindung ist deshalb ein ringförmiges Teil 70 in dem Endabschnitt des Sensors 54, wie in Fig. 6 gezeigt ist, vorgesehen. Es gibt deshalb eine höhere Wahrscheinlichkeit dafür, dass das ringförmige Teil 70 in Berührung mit dem Objekt kommt, wenn mit dem Vorsprung alleine verglichen wird. Wenn nur mit dem Vorsprung alleine verglichen wird, ist es deshalb möglich, den Bereich zu vergrößern, in dem die Kollisionsgefahr detektiert werden kann.
Es kann auch angenommen werden, dass der Sensor 54 nur unter Schwierigkeiten durch eine Berührung mit einem Objekt während der Bewegung des Bewegungsteils in Richtung der Z-Achse deformiert wird, wenn ein kontinuierliches, ringförmiges Teil vorgesehen ist.
In der vorliegenden Ausführungsform ist es auch geeignet, dass eine Vielzahl von Ausschnittabschnitten an dem ringförmigen Teil vorgesehen ist und dass das ringförmige Teil in eine Vielzahl von Abschnitten durch die Ausschnittabschnitte unterteilt wird. In der vorliegenden Ausführungsform ist deshalb das ringförmige Teil in mehrere Abschnitte, wie in Fig. 6 gezeigt ist, geschnitten und eine Vielzahl der Ausschnittabschnitte 72 ist vorgesehen, um ein ringförmiges Teil 70 erhalten zu können. Das Gebiet, in dem die Kollisionsgefahr detektiert werden kann, ist folglich durch das ringförmige Teil 70, wie zuvor beschrieben wurde, größer gemacht und zudem kann der Sensor 54 leichter durch das ringförmige Teil 70 deformiert werden, in dem das Teil in mehrere Abschnitte unterteilt ist, wenn mit dem kontinuierlichen ringförmigen Teil verglichen wird. Die Kollisionsgefahr kann damit schneller detektiert werden.
In der vorliegenden Ausführungsform wird es zudem auch bevorzugt, auch wenn das ringförmige Teil 70 an dem freien Ende des Vorsprungs, wie zuvor beschrieben wurde, vorgesehen ist, dass der äußere randseitige Kantenabschnitt des ringförmigen Teils 70 nach außen von der externen Form der Seitenwand des Schutzeinrichtungskörpers 52 in der Schutzeinrichtung 50 in Anbetracht des Erfassens der Kollisionsgefahr in der Richtung der X-Achse und Y-Achse zusätzlich zu dem Erfassen der Kollisionsgefahr in der Richtung der Z-Achse auf die gleiche Art und Weise wie in dem Fall gewölbt ist bzw. absteht, in dem nur ein Vorsprung vorgesehen ist. In der vorliegenden Ausführungsform kann folglich auch in dem Fall, in dem das ringförmige Teil 70 verwendet wird, die Kollisionsgefahr in den Richtungen der X-Achse und Y-Achse zusätzlich zu dem Erfassen der Kollisionsgefahr in der Richtung der Z-Achse zuverlässig erfasst werden.
Obwohl das Beispiel, in dem die Schutzeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung an der Objektivlinse angebracht ist, die für die CCD-Kamera der Bildmessvorrichtung verwendet wird, in jeder der Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist es auch möglich, die Schutzeinrichtung an irgendeinem Bewegungsteil der Messvorrichtung oder an einem Bewegungsteil einer anderen Maschine anzubringen.
Z. B. kann in einer Bildmessvorrichtung eine Beleuchtungseinheit, die wie ein Ring an dem Außenrand der Objektivlinse vorgesehen ist, zusätzlich zu der vertikal reflektierenden Beleuchtungseinheit montiert sein. Z. B. kann eine faseroptische, kreisförmige Beleuchtungseinheit, eine programmierbare Ringlichteinheit oder ähnliches als Beleuchtungseinheit montiert sein. An der Messvorrichtung, die diese Beleuchtungseinheit aufweist, ist ein Toroidspiegel 74, ein Parabolspiegel 76 oder ähnliches zum Steuern des Beleuchtungswinkels, der Richtung usw. des Beleuchtungslichts auf die Messoberfläche des Werkstückes durch die Bewegung in Richtung der Z-Achse entlang dem Außenrand der Objektivlinse (vgl. Fig. 2 usw.) angebracht. Die Schutzeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann an einem Abschnitt des Toroidspiegels 74, des Parabolspiegels 76 usw. angebracht sein, wodurch die Kollision des Bewegungsteils vermieden werden kann.
In der vorliegenden Ausführungsform ist es dementsprechend möglich, die Schutzeinrichtung 50 unter Verwendung des Sensors 54, des Schutzeinrichtungskörpers 52, des Dehnungsmessstreifens 56 usw., die eine geringe Größe aufweisen, auch an dem Rand des Bewegungsteils, z. B. des Toroidspiegels 74, des Parabolspiegels 76 und ähnlichem, vorzusehen, wo ein Freiraum kaum vorhanden ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform trifft deshalb der Sensor 74 auf das Objekt, z. B. das Werkstück, vor dem Toroidspiegel 74, dem Parabolspiegel 76 usw. derart, dass der Dehnungsmessstreifen 56 des Schutzeinrichtungskörpers eine Annäherung an das Objekt erfassen kann. In der vorliegenden Ausführungsform ist es somit möglich, die Messvorrichtung 10 zu stoppen oder eine Gegenmaßnahme zum Vermeiden einer Kollision auszuführen, z. B. die Bewegung des Bewegungsteils in eine umgekehrte Richtung, bevor das Bewegungsteil, z. B. der Toroidspiegel 74, der Parabolspiegel 76 oder ähnliches in Berührung mit dem Objekt, z. B. dem Werkstück, kommen kann. Es ist deshalb möglich, das Bewegungsteil vor einem Bruch aufgrund des Zusammenstoßens zuverlässig schützen zu können.
Wie in Fig. 7 gezeigt ist, kann die vorliegende Erfindung auch für den Schutz einer Z-Welle bzw. -Spindel wie z. B. einer dreidimensionale Messmaschine (CMM) verwendet werden. Abschnitte entsprechend dem zuvor erwähnten Aufbau sind mit einem Bezugszeichen angegeben, zu dem 100 hinzuaddiert ist, und eine Beschreibung kann deshalb hier weggelassen werden.
Genauer, wie in Fig. 7 gezeigt ist, weist ein Sensor 154 eine Vielzahl von z. B. vier Vorsprüngen auf, die entfernt voneinander an dem unteren Ende einer Z-Spindel 178 vorgesehen sind.
Der Sensor 154 ist viel kürzer als das Ende der Berührungssonde 180, um die Messung einer Berührung mit der Messoberfläche eines Werkstückes in der Berührungssonde 180 nicht zu behindern, und hat eine solche vorgegebene Länge, dass er von dem Ende der Z-Spindel 178 hervorsteht.
Eine Schutzeinrichtung, die den Sensor 154, einen Dehnungsmessstreifen 156 und ähnliches verwendet, die eine geringe Größe haben, kann dementsprechend auch an dem Rand der Z-Spindel 178 vorgesehen werden, an dem ein Freiraum kaum vorhanden ist. In der vorliegenden Ausführungsform trifft der Sensor 154 deshalb auf das Objekt vor der Z-Spindel 178 derart auf, dass der Dehnungsmessstreifen 156, der an der Basis des Sensors 154 vorgesehen ist, eine Berührung mit dem Objekt erfasst. Die Antriebsschaltung stoppt folglich die Messvorrichtung oder führt eine Gegenmaßnahme zum Vermeiden einer Kollision aus, z. B. die Bewegung des Bewegungsteils in einer umgekehrten Richtung, bevor die Z-Spindel 178 in Berührung mit dem Objekt kommt. Es ist somit möglich, die Z-Spindel 178 und die Messvorrichtung vor einem Bruch aufgrund der Kollision zuverlässig zu schützen.
Obwohl ein Beispiel, bei dem die Nachbarschaft des Ausschnittabschnitts 58 des Schutzeinrichtungskörpers elastisch durch die elastische Deformation des Sensors deformiert wird, die durch den Zusammenstoss mit dem Objekt verursacht wird, und der Dehnungsmessstreifen des Schutzeinrichtungskörpers den Wert der elastischen Deformation detektiert, im Aufbau beschrieben worden ist, ist es zudem auch geeignet, dass der Sensor die Funktion des Ausschnittabschnitts des Schutzeinrichtungskörpers in der Ausführungsform hat, wie in Fig. 8 gezeigt ist. Fig. 8(A) ist eine perspektivische Ansicht, die den schematischen Aufbau einer Schutzeinrichtung gemäß einer Abwandlung der Ausführungsform zeigt. Fig. 8(B) ist eine Frontalansicht, die den Sensor zeigt, der in Fig. 8(A) erläutert ist, und Fig. 8(C) ist eine Seitenansicht, die den Sensor zeigt, und Abschnitte entsprechend der Ausführungsform sind mit Bezugszeichen angegeben, denen 200 hinzuaddiert ist, und eine diesbezügliche Beschreibung kann deshalb hier weggelassen werden.
Wie in Fig. 8 gezeigt ist, ist der Sensor 52 derart plattenförmig aufgebaut, dass er leicht elastisch deformiert werden kann, wenn er in Berührung mit dem Objekt kommt.
Der Sensor 254 hat einen Basisseitenoberflächenabschnitt 254a, der breiter als ein Endseitenoberflächenabschnitt 254b ausgebildet ist. Eine elastische Deformation wird folglich leicht an dem Basisseitenoberflächenabschnitt 254a des Sensors 254 derart erzeugt, dass eine elastische Deformation, die einen vorgegebenen Wert oder mehr hat, aufgrund der Berührung des Endes bzw. der Spitze des Sensors 254 mit dem Objekt detektiert werden kann.
In der vorliegenden Ausführungsform wird somit der Basisseitenoberflächenabschnitt 254a des Sensors 254 anstelle des Ausschnittabschnitts des Schutzeinrichtungskörpers gemäß der Ausführungsform verwendet.
Ein Dehnungsmessstreifenbefestigungsabschnitt 280 ist an dem Basisseitenoberflächenabschnitt 254a des Sensors 254 bereitgestellt und der Dehnungsmessstreifen 256 ist direkt in dem Dehnungsmessstreifenbefestigungsabschnitt 280 befestigt bzw. gehalten.
Ein Befestigungsloch 282 ist über dem Dehnungsmessstreifenbefestigungsabschnitt 280 des Sensors 254 vorgesehen und eine Schraube 284 ist in dem Befestigungsloch 282 vorgesehen, um den Basisseitenoberflächenabschnitt 254a des Sensors 254 an dem Schutzeinrichtungskörper 252 befestigen zu können.
Der Sensor 254 ist zudem vollständig nach außen gekrümmt und der Endseitenoberflächenabschnitt 254b ist mit einem Radius von z. B. ungefähr 2 bis 3 mm an der Innenseite innerhalb eines derartigen Bereichs gerollt bzw. umgebogen, dass er nicht in das Sichtfeld der Objektivlinse 214 eintritt. Der Sensor 254 ist folglich so aufgebaut, dass er zum Zeitpunkt einer Berührung mit dem Objekt leicht elastisch deformiert wird.
Zudem ist ein Abschnitt 286 mit Kerbe bzw. Einschnitt unter dem Abschnitt des Schutzeinrichtungskörpers 252 vorgesehen, in dem jeder Sensor 254 angebracht werden kann, um ein Hindernis für die Deformation des Sensors 254 durch eine Berührung mit dem Schutzeinrichtungskörpers 252 zu reduzieren, wenn der Sensor 254 in Berührung mit dem Objekt kommt.
In der vorliegenden Erfindung ist der Sensor 254 somit plattenförmig aufgebaut und ein Dehnungsmessstreifen 256 ist direkt in dem Basisseitenoberflächenabschnitt 254a des plattenförmigen Sensor 254 vorgesehen. Durch die vorliegenden Erfindung ist es deshalb möglich, die Gefahr einer Kollision des Bewegungsteils durch den Sensor 254 in der gleichen Art und Weise wie bei der Verwendung des Sensor 54 und des Dehnungsmessstreifens 56 in der Ausführungsform zuverlässig zu detektieren.
In der vorliegenden Ausführungsform hat der Sensor 254 zudem die Funktion des Ausschnittabschnitts des Schutzeinrichtungskörpers gemäß der Ausführungsform und der Dehnungsmessstreifen 256 ist direkt an dem Basisseitenoberflächenabschnitt 254a vorgesehen. Wenn mit der Ausführungsform verglichen wird, in der der Dehnungsmessstreifen in dem Schutzeinrichtungskörper anstelle des Sensors vorgesehen ist, ist es deshalb möglich, die Empfindlichkeit zu erhöhen und einen Aufbau der Deformationsdetektion durch den Dehnungsmessstreifen 256 zu vereinfachen.
Es wird bevorzugt, dass z. B. Metall, z. B. Phosphor, Bronze oder Berylliumkupfer (Berylliumbronze) für eine Feder, die durch einen Zusammenstoß mit einem Objekt leicht elastisch deformiert werden kann, als Material des plattenförmigen Sensors 254 verwendet wird. Es wird weiterhin bevorzugt, dass ein Material mit einer großen elastischen Deformation, z. B. ein Harz, wie z. B. Polypropylen, verwendet wird, wenn die Verwendung des Metalls als Material des Sensors 254 eine vergleichsweise geringe elastische Deformation ergibt und wenn die Unsicherheit einer zu großen Deformation besteht.
Obwohl hier in jeder der Ausführungsformen das Beispiel beschrieben wurde, in dem die Objektivlinse der CCD-Kamera als Bewegungsteil angenommen wird und die Bewegung in der Richtung der Z-Achse zum Fokussieren durch im wesentlichen das Bewegen nur der Objektivlinse in der Richtung der Z-Achse ohne der Bewegung der CCD-Kamera ausgeführt wird, ist es zudem möglich, die Objektivlinse zusammen mit der CCD-Kamera in der Richtung der Z-Achse und zudem in den Richtungen der X-Richtung und Y- Richtung mit Ausnahme der Fokussierbewegung zu bewegen. Anders ausgedrückt ist es möglich, die Komponenten ohne Bewegen der Bildvorrichtung zu bewegen oder die Bildvorrichtung selbst zu bewegen.
Obwohl in jeder der beispielhaft beschriebenen Ausführungsformen hauptsächlich durch die Antriebsschaltung entschieden wird, ob der Wert der Deformation, die durch den Dehnungsdetektor detektiert wird, einen vorgegebenen Wert überschreitet, kann die Entscheidung auch durch eine andere Einrichtung, z. B. einen Computer oder ähnlichem, ausgeführt werden.
Wie zuvor beschrieben wurde, hat die Messvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung einen Schutzeinrichtungskörper bzw. Schutzkörper, der in einem Bewegungsteil vorgesehen ist, einen Sensor, der von dem Schutzeinrichtungskörper um eine vorgegebene Länge hervorsteht und der durch eine Berührung mit einem Objekt elastisch deformiert wird, einen Dehnungsdetektor zum Detektieren des Wertes der elastischen Deformation des Sensors und eine Steuereinrichtung zum Stoppen der Bewegung des Bewegungsteils durch die Bewegungsvorrichtung oder zum Einstellen der gleichen Bewegung in eine umgekehrte Richtung, wenn der Wert der Deformation, die durch den Dehnungsdetektor detektiert wird, einen vorgegebenen Wert überschreitet. Im Ergebnis wird es durch die vorliegende Erfindung ermöglicht, eine Kollision des Bewegungsteils in der Messvorrichtung zuverlässig zu verhindern.
Bei der vorliegenden Erfindung ist zudem der Sensor kürzer als die Brennweite der Objektivlinse in der Bildvorrichtung und hat eine vorgegebene Länge, die von dem Ende der Objektivlinse hervorsteht. Es ist somit möglich, die Kollision der Objektivlinse in der Bildvorrichtung der Bildmessvorrichtung zuverlässig zu verhindern.
In der vorliegenden Erfindung enthält der Sensor zudem eine Vielzahl von Vorsprüngen bzw. vorspringenden Teilen, die mit Abstand voneinander entlang dem äußeren Rand der Objektivlinse bereitgestellt sind. Es ist folglich möglich, die Gefahr der Kollision des Bewegungsteils durch den Sensor zuverlässiger zu detektieren. In der vorliegenden Erfindung enthält der Sensor zudem ein ringförmiges Teil, das in einem Aufhängungszustand an dem Vorsprung vorgesehen ist. Es ist folglich möglich, die Gefahr der Kollision des Bewegungsteils durch den Sensor zuverlässiger zu detektieren. In der vorliegenden Erfindung ist zudem eine Vielzahl von Ausschnittabschnitten in dem ringförmigen Teil vorgesehen, die so aufgebaut sind, dass sie zum Zeitpunkt der Berührung mit dem Objekt deformiert werden können. Folglich ist es möglich, die Gefahr der Kollision des Bewegungsteils durch den Sensor zuverlässiger zu detektieren.
In der vorliegenden Erfindung hat der Sensor zudem ein Ende, das von einer Seitenwand des Bewegungsteils aus gewölbt ist bzw. weggeknickt ist, und sich in seiner Längsrichtung schief zu der Richtung der Bewegung des Bewegungsteils erstreckt. Es ist folglich möglich, die Gefahr einer Kollision zum Zeitpunkt der Bewegung in der Richtung zu der Seitenwand des Bewegungsteils zusätzlich zu dem Erfassen der Gefahr der Kollision während der Bewegung in der Richtung der Projektion des Sensors zu erfassen.
In der vorliegenden Erfindung ist der Sensor zudem plattenförmig aufgebaut und ein Dehnungsdetektor bzw. Verformungsdetektor ist direkt in dem Basisseitenoberflächenabschnitt des plattenförmigen Sensors vorgesehen. Es ist folglich auch möglich, die Empfindlichkeit der Verformungsdetektion, die von dem Verformungsdetektor ausgeführt wird, zu erhöhen und den Aufbau der Schutzeinrichtung zu vereinfachen.

Claims

1. Eine Messvorrichtung, die aufweist:
ein Bewegungsteil, das bewegt wird, um Informationen über ein Werkstück zu erhalten, und das mit einem bestimmten Objekt zusammenstoßen kann;
eine Bewegungsvorrichtung zum Bewegen des Bewegungsteils; und
eine Schutzeinrichtung zum Verhindern, dass das Bewegungsteil mit dem Objekt zusammenstößt,
wobei die Schutzeinrichtung aufweist:
einen Schutzeinrichtungskörper, der in einem Abschnitt des Bewegungsteils vorgesehen ist, in dem ein Zusammenstoßen mit dem Objekt vermieden wird;
einen Sensor, der von dem Schutzeinrichtungskörper für eine vorgegebene Länge hervorsteht, um in Berührung derart zu kommen, dass ein Abstand zwischen dem Objekt und dem Schutzeinrichtungskörpers einen vorgegebenen Wert oder einen kleineren Wert hat, und der durch eine Berührung mit dem Objekt elastisch deformiert wird;
einen Verformungsdetektor zum Detektieren eines Werts einer elastischen Deformation des Sensors; und
eine Steuereinrichtung zum Stoppen der Bewegung des Bewegungsteils durch die Bewegungsvorrichtung oder zum Einstellen der gleichen Bewegung in einer umgekehrten Richtung, wenn der Wert der elastischen Deformation, die durch den Verformungsdetektor detektiert wird, einen vorgegebenen Wert überschreitet.

2. Die Messvorrichtung gemäß Anspruch 1, die weiterhin eine Bildvorrichtung aufweist, die eine Objektivlinse als Bewegungsteil enthält und die zum Messen eines Bildes einer Messoberfläche des Werkstücks durch die Objektivlinse dient,
wobei die Bewegungsvorrichtung mindestens die Objektivlinse der Bewegungsvorrichtung in einer Richtung ihrer optischen Achse bewegt,
wobei die Steuereinrichtung mindestens die Objektivlinse durch die Bewegungsvorrichtung derart bewegt, dass die Messoberfläche des Werkstücks in einem Brennpunkt der Objektivlinse angeordnet ist, und
wobei der Sensor kürzer als die Brennweite der Objektivlinse ist und eine derart vorgegebene Länge hat, dass er von einem Ende der Objektivlinse aus hervorsteht.

3. Die Messvorrichtung nach Anspruch 2, worin der Sensor eine Vielzahl von Vorsprüngen hat, die mit Abstand zueinander entlang eines Außenrands der Objektivlinse vorgesehen sind.

4. Die Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
worin der Verformungsdetektor in dem Schutzeinrichtungskörper nahe an oder in Berührung mit einem Basisabschnitt des Sensors vorgesehen ist, und
worin ein Ausschnittabschnitt in dem Schutzeinrichtungskörper derart vorgesehen ist, dass eine elastische Deformation des Sensors, die durch das Zusammenstoßens des Sensors und des Objekts verursacht wird, den Schutzeinrichtungskörper elastisch deformiert, und worin ein Wert der elastischen Deformation des Schutzeinrichtungskörpers entsprechend einem Wert der elastischen Deformation des Sensors durch den Verformungsdetektor detektiert wird.

5. Die Messvorrichtung nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, worin der Sensor ein ringförmiges Teil aufweist, das in einem aufgehängten Zustand an dem Ende des Vorsprungs vorgesehen ist.

6. Die Messvorrichtung nach Anspruch 5, worin das ringförmige Teil mit einer Vielzahl von Ausschnittabschnitten versehen ist und in eine Vielzahl von Teile durch die Ausschnittabschnitte unterteilt ist.

7. Die Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin der Sensor einen Endabschnitt hat, der nach außen von einem Seitenoberflächenabschnitt des Bewegungsteils oder eines Seitenoberflächenabschnitts des Schutzeinrichtungskörpers wegsteht, wobei sich seine Längsrichtung schief zu einer Richtung der Bewegung des Bewegungsteils erstreckt.

8. Die Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin der Sensor plattenförmig aufgebaut ist und der Verformungsdetektor in einem Basisseitenoberflächenabschnitt des plattenförmigen Sensors vorgesehen ist, in dem eine elastische Deformation durch ein Zusammenstoßen eines Endabschnitts des plattenförmigen Sensors und des Objekts erzeugt wird.

9. Die Messvorrichtung nach Anspruch 8, worin der plattenförmige Sensor aus einem Material besteht, das durch eine Kollision mit dem Objekt stark elastisch deformiert wird.

10. Die Messvorrichtung nach Anspruch 9, worin ein Material, das durch die Kollision mit dem Objekt stark elastisch deformiert wird, Polypropylen ist.